EL PAPEL DE LA FIBRA EN LAS ENFERMEDADES CRÓNICO-DEGENERATIVAS. Una aportación del Instituto de Nutrición y Salud Kellogg s

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1 EL PAPEL DE LA FIBRA EN LAS ENFERMEDADES CRÓNICO-DEGENERATIVAS Una aportación del Instituto de Nutrición y Salud Kellogg s Querétaro, Qro México, 2012

2 CONTENIDO PRÓLOGO Doctor Enrique Ríos Espinosa INTRODUCCIÓN. PERSPECTIVAS DEL CONSUMO DE FIBRA PARA LA SALUD Doctora Joanne L. Slavin V 3 PRIMERA PARTE. EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD Efecto gastrointestinal y metabólico de la ingestión de fibra dietética Doctor Jorge Luis Rosado Loría 11 PRIMERA EDICIÓN, 2012 Editor responsable: ENRIQUE RÍOS ESPINOSA Coordinación editorial: ALEJANDRO DEL VALLE MUÑOZ Mesa de redacción: TANIA AGUILAR LÓPEZ, ANA LAURA GONZÁLEZ FABRE, GABRIELA GAONA VILLARREAL, THELMA LÓPEZ MARTÍNEZ. D.R. 2012, INSTITUTO DE NUTRICIÓN Y SALUD KELLOGG S Kilómetro 1 Carretera Campo Militar S/N Col. San Antonio de la Punta; CP: 76135, Querétaro, Qro. El papel de la fibra en la saciedad Doctora Kathryn Greaves El papel de la fibra en la flora intestinal Doctor Pedro Gutiérrez Castrellón SEGUNDA PARTE. LA RELACIÓN DE LA FIBRA CON LA DIABETES Y LAS ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES Efecto de la fibra sobre el índice glucémico Doctora María del Pilar Milke García Implicaciones de la fibra en el metabolismo colónico Doctora María Guadalupe Flavia Loarca Piña Fibra y granos enteros: biomarcadores, respuesta inflamatoria y síndrome metabólico Doctor Roger Clemens Se prohíbe la reproducción total o parcial de esta obra, sea cual fuere el medio, sin el consentimiento por escrito del editor. Las opiniones expresadas en este libro son responsabilidad exclusiva de sus autores y no necesariamente expresan la posición institucional de INSK. EPÍLOGO Perspectivas de la investigación en nutrición en México Doctor Silvestre Frenk Freud LOS AUTORES III

3 PRÓLOGO El contexto y los retos Las enfermedades crónico-degenerativas en México, como en todo el mundo, han ido cobrando una importancia creciente por su frecuencia, alcance epidemiológico y por las consecuencias fatales que, sin dejar de lado su impacto económico y social, así como las graves mermas psicológicas y disfuncionales a que dan lugar. Los problemas de salud crónico-degenerativos revisten enormes riesgos sistémicos, idiosincráticos y generan enormes gastos catastróficos que, a fin de cuentas, inciden en el desarrollo, el crecimiento económico y el progreso de las naciones. PRÓLOGO Doctor Enrique Ríos Espinosa Si bien es común hablar de que México, junto con otros países en desarrollo vive una notoria transición epidemiológica, no es menos cierto que también el país se encuentra inmerso en una muy marcada transición cultural que implica, en el caso de la alimentación y la salud, cambios de hábitos muy importantes, frente a los cuales es indispensable tomar medidas urgentes que impacten en todos los grupos sociales de la población. Esta denominada transición cultural deriva sobre todo de un fenómeno característico de nuestro tiempo -la migración interna y externa- que sin duda ha modificado hábitos, costumbres y pautas alimentarias no siempre con buenos resultados. Como se sabe, la ingesta de carbohidratos, grasas y proteínas que rebasan una adecuada proporción o, bien, que inciden directamente en la conservación o cambio de dietas que históricamente se venían consumiendo a las denominadas dietas occidentales, obedece con mucho al proceso de la globalización. De hecho un número importante de los estudios que se realizan desde la perspectiva político-económica, en realidad emplean la alimentación para reflexionar sobre la economía política del consumo, comercio y la globalización, pero no para centrar sus análisis en la nutrición o la salud. 1 De ahí la importancia de tener presentes, primero, las conductas no saludables que inciden en el sobrepeso y la obesidad que afecta a un número superior a 70% de la sociedad mexicana en diversos grados, 1 Messer, E. Globalización y dieta: significados, cultura y consecuencias de la nutrición. En: Antropología y nutrición. Coedición de la Fundación Mexicana para la Salud y la Universidad Autónoma Metropolitana, U-Xochimilco. Editores: Miriam Bertran y Pedro Arroyo. México, IV V

4 VI aunque no siempre en términos de una obesidad severa y, de igual forma, visualizar la importancia de la diabetes que es la primera causa de muerte en el país, en general, seguida por las enfermedades cardiovasculares y los tumores malignos. 2 Si consideramos en un trazo muy general el problema de la diabetes, por su estrecha relación con la obesidad, el estilo de vida y la alimentación, la situación se torna verdaderamente alarmante. En sus Perfiles estadísticos, correspondientes al número 6 de las Series monográficas, la Secretaría de Salud señala claramente que la diabetes, de ser un problema de salud poco frecuente pasó a convertirse, en la actualidad, en el primer problema de salud pública del país. Su evolución, a lo largo de un amplio periodo que recorre el siglo XX y alcanza hasta nuestros días, demuestra con precisión su comportamiento ascendente, asimismo afecta a todos los grupos de edad y su presencia se constata prácticamente en todas las poblaciones del país. 3 Para algunos autores, si bien se trata de un problema de alcance universal, tiene mucho peso el factor étnico que ocasiona una mayor predisposición al deterioro metabólico. 4 En suma, la diabetes es responsable de 12% de todas las muertes en el país y cuando se considera su impacto según género, se reporta que la tasas de mortalidad son mayores en mujeres que en hombres (62.5 y 55.0 por cada habitantes respectivamente). 5 Por supuesto, su asociación con otros problemas de salud como la hipertensión arterial, la obesidad que ya se ha señalado la hipercolesterolemia, así como con hiperlipidemias mixtas, y otros riesgos de orden cardiovascular, hace evidente su presencia en el llamado Síndrome Metabólico, lo que se reveló con la Encuesta Nacional de Enfermedades Crónicas (ENEC) que ha venido realizando la Secretaría de Salud desde los años noventa. 6 Más adelante en el año 2000, la Encuesta Nacional de Salud (ENSA) corrobora la dimensión del problema y arroja una prevalencia de 8.2 %. 7 2 Narro, R. J. Rezagos y retos de la salud. En: La salud de los mexicanos en el siglo xxi: un futuro con responsabilidad de todos. Ed. Fundación Mexicana para la Salud. México, Urbina, F.M. et al. La experiencia mexicana en salud pública. Biblioteca de la Salud, FCE. México, Página editorial. Childhood obesity: an emerging public health problem. The Lancet, 357 (I):1999 (2001). 5 Comisión Mexicana sobre Macroeconomía y Salud: Macroeconomía y salud. Invertir en salud para el desarrollo. Biblioteca de la salud. FCE. México, SSA. Encuesta Nacional de Enfermedades Crónicas. Dirección general de Epidemiología, Subsecretaría de Coordinación y Desarrollo. México, SSA. Encuesta Nacional de Salud. Instituto Nacional de Salud Pública. Primera edición. México, PRÓLOGO Posteriormente, ya en el marco del Sistema Nacional de Encuestas en Salud, se diseña y aplica otro instrumento que ha resultado fundamental: las Encuestas Nacionales de Salud y Nutrición cuyos objetivos se han centrado, como lo establece la propuesta para la realización de la más reciente (2012), entre otros aspectos, en aportar información actualizada sobre las condiciones de salud y nutrición de la población; identificar avances y retos; brindar información sobre la expansión de los programas y definir las prioridades de salud para el próximo sexenio A partir de sus resultados finales y la jerarquización de los respectivos hallazgos, que aún se encuentran en proceso de análisis, se precisarán aún más los aspectos considerados. Sin embargo, la ENSANUT llevada a cabo en 2006, cuyos objetivos fueron: 1. Estimar la frecuencia y distribución de indicadores positivos de salud, factores de riesgo de enfermedad, estado nutricio y deficiencias de nutrimentos, enfermedades (agudas y crónicas), lesiones y discapacidad en los ámbitos nacional, regional, urbano y rural, y para cada una de las entidades federativas en México; 2. Contribuir a la evaluación de programas y políticas que inciden en la salud de la población; 3. Identificar y conocer los factores ambientales, socioeconómicos, culturales y de estilos de vida asociados con la salud y las enfermedades estudiadas; 4. Identificar los indicadores de calidad de los servicios de salud, a través de la medición de la percepción de calidad de la población general, así como 5. Identificar los factores relacionados con la accesibilidad y utilización de los servicios de salud, en sus resultados arrojó, específicamente en el Suplemento sobre obesidad, las siguientes conclusiones generales: México ocupa el primer lugar del mundo en índices de obesidad infantil y el segundo en adulta. Las causas de mortalidad más frecuentes en nuestro país están asociadas a la obesidad y al sobrepeso situación que afecta al 70 % de la población en particular la diabetes, los problemas cardiovasculares y el cáncer. La obesidad disminuye 6 años el promedio de vida de las mujeres y 7.2 años el de hombres; que alrededor de 4 millones y medio de niños de entre cinco y once años tiene sobrepeso y que en la última década, el sobrepeso tuvo un incremento de 77% en menores que se encuentran en este rango de edad. De continuar estas tendencias, en 2015 la obesidad puede representar una carga financiera superior a los 100 mil millones de pesos, de los cuales 70 mil corresponderían a gastos médicos. 8 8 SSA. Encuesta Nacional de Salud y Nutrición. Suplemento Obesidad, factor de prevención. Elaborado por Suplementos Corporativos M.M.G. Communications, Inc. México, PRÓLOGO Doctor Enrique Ríos Espinosa VII

5 En suma, como reiteradamente se ha señalado, los malos hábitos alimentarios y la escasa actividad física son el primer paso para desarrollar obesidad, diabetes e hipertensión arterial. Precisamente, en el caso de la hipertensión arterial -el otro grave problema de salud relacionado, aunque indirectamente para algunos, con los procesos ligados a la nutrición, particularmente por el sobrepeso y la obesidad- sabemos que ha sido una de las principales causas de muerte en el país y que mantiene una tendencia creciente. 9 Su comportamiento en el contexto nacional es muy variable, pero su presencia es un hecho constatable. De acuerdo con los datos recabados por la Comisión Mexicana de Economía y Salud, este padecimiento, conocido como el asesino silencioso, causó el mayor número de muertes al interior del país en el año 2000 en el estado de México (1,222) y el menor en Quintana Roo (14). En Baja California 35% de las personas padecen esta enfermedad, mientras que sólo 23% en el estado de Puebla; la media nacional es 30.05%. Entidades como Chiapas y Oaxaca, que son de las más pobres, presentan una prevalencia de esta enfermedad muy baja: 23% y 24% respectivamente. Para esa fecha, el Distrito Federal presentó un nivel muy bajo: 26%. 10 Todo lo anterior sin considerar los padecimientos relacionados a la hipertensión como las enfermedades isquémicas del corazón y los accidentes cerebrovasculares. Este Simposio se realizó en el contexto del 5º Aniversario de nuestro Instituto, que se celebró con dos eventos muy importantes. El primero de ellos, el 15 Simposio de la Fibra y el segundo, la tercera entrega de Apoyos a Proyectos de Investigación de Nutrición- APIN En esa ocasión, se contó con la participación de destacados expertos nacionales e internacionales, quienes expusieron el estado del arte y la relación que guarda la fibra con las enfermedades crónicodegenerativas. Además de los destacados participantes, quiero resaltar que en tan importante ocasión se contó con la presencia de la Dra. Celeste Clark, Vicepresidente Senior de Políticas Públicas, Relaciones Externas y Jefe de Sustentabilidad de Kellogg Company, y la Maestra en Ciencias Chris Lowry, Vicepresidente Internacional de Nutrición de Kellogg Company. Entre los expertos invitados participaron la Dra. Joanne Slavin, reconocida profesora e investigadora de la Universidad de Minnesota; el Dr. Jorge Luis Rosado Loría, Profesor-Investigador en la Universidad Autónoma de Querétaro; la Dra. Kathryn Greaves, Investigadora en Ciencias de la Nutrición para Kellogg Company; el Dr. Pedro Gutiérrez Castrellón, Director de Investigación del Instituto Nacional de Pediatría y Presidente de la Red Cochrane México; la Dra. María Guadalupe Flavia Loarca Piña, Profesora-Investigadora de la Universidad Autónoma de Querétaro, la Dra. María del Pilar Milke García, Nutrióloga Clínica e Investigadora del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán y, finalmente, el Dr. Roger Clemens, Profesor Adjunto de la Universidad del Sur de California. PRÓLOGO Doctor Enrique Ríos Espinosa El Instituto de Nutrición y Salud Kellogg s y el 15 Simposio de la Fibra Con la celebración del 15 Simposio de la Fibra, efectuado en la Ciudad de México el 27 de septiembre de 2011, el Instituto de Nutrición y Salud Kellogg s dio cauce a la reflexión y al diálogo para trazar las bases de una visión somera, pero integral, respecto al papel de la fibra en términos de su consumo; de su impacto en el problema de la obesidad y, por supuesto, de la relación de la fibra con la diabetes y las enfermedades cardiovasculares. Como se mencionó antes, el Instituto de Nutrición y Salud Kellogg s celebró su quinto aniversario cumpliendo con su cometido de difundir ampliamente información sobre alimentación y nutrición entre la sociedad, así como estimular la investigación científica en nutrición y salud, realizada por especialistas mexicanos, otorgando fondos para su desarrollo y, de esta manera, contribuyendo a mejorar la salud de la población. El Primer Simposio de Fibra se realizó en 1987, y desde entonces se ha llevado a cabo cada dos años con el objetivo de difundir y analizar entre profesionales de la salud, los más recientes descubrimientos de la fibra dietética y sus efectos en la salud humana. 9 INEGI/SSA.CGPE, Dirección general de Información y Evaluación del Desempeño. 10 Secretaría de Salud Los propósitos de estos eventos han sido abrir espacios de comunicación entre profesionales de la nutrición y la salud, compartir información científica actualizada sobre la importancia VIII PRÓLOGO IX

6 del consumo de la fibra dietética y plasmar los principales hallazgos, propuestas y reflexiones. En las siguientes páginas se presentan los artículos que reúnen estas últimas aportaciones que hace suyas el Instituto de Nutrición y Salud Kellogg s para vertirlas en este volumen. Cierra el libro un trabajo del Dr. Silvestre Frenk que nos ha parecido pertinente incluir porque representa un punto de vista diferente y, sin duda, de gran relevancia para los lectores interesados en el tema de la nutrición, las enfermedades crónicas y la fibra. Doctor Enrique Ríos Espinosa INTRODUCCIÓN X PRÓLOGO

7 PERSPECTIVAS DEL CONSUMO DE FIBRA PARA LA SALUD A continuación presento una revisión acerca de la fibra dietética. Por más de 30 años me he dado a la tarea de investigar sobre la fibra, conociéndola un poco más y sabiendo que todavía existen algunos obstáculos para que la población consuma lo suficiente en su dieta. De inicio, el concepto de fibra alude a un nutrimento conformado por carbohidratos y lignina, que no es digerible y tampoco es fácil de cuantificar. La fibra, como otros nutrimentos, entra al organismo a través de la ingestión de cereales, leguminosas, verduras y frutas. En cuanto a la cantidad de fibra que debe consumirse, en Estados Unidos tenemos un parámetro de 25 gramos diarios como valor recomendado, que es similar a los niveles que manejan varios países. Las fibras dietéticas, que contienen carbohidratos y lignina, como se mencionó anteriormente y que son definidas así por el Instituto de Medicina, se encuentran como parte de los alimentos antes citados, y tienen efectos fisiológicamente reconocidos, como su acción laxante, la atenuación de glucosa en sangre y la normalización de colesterol. Además, pueden facilitar el manejo del peso (por su efecto de saciedad, la baja absorción de elementos de alto contenido calórico y la consecuente pérdida de peso), mejorar el control de la presión arterial y otras condiciones acerca del ambiente intestinal que trataremos más adelante. En Estados Unidos se pueden hacer declaraciones en productos de avena, centeno y psyllium sobre sus propiedades para disminuir los niveles de colesterol. Doctora Joanne L. Slavin PERSPECTIVAS DEL CONSUMO DE FIBRA PARA LA SALUD Doctora Joanne L. Slavin Por otro lado, tenemos algunas fibras, denominadas funcionales de acuerdo a la clasificación del Instituto de Medicina-, que son carbohidratos aislados o puros que confieren efectos fisiológicos benéficos y que tratamos de incluir intencionalmente dentro de la alimentación. En la década de los 80, dentro de la posición de la Asociación Americana de Dietistas (hoy Academia de Nutrición y Dietética de los Estados Unidos), se empezaron a desarrollar estudios científicos en los que se discutía la relevancia de que la fibra fuera soluble o insoluble y se consideró este factor como el elemento básico para determinar sus efectos fisiológicos. Cuando se trata de precisar qué es soluble e insoluble, se tiene que pensar cuáles son los alimentos que tienen los mayores volúmenes de insolubilidad y solubilidad, pero es necesario saber también cuáles son las fibras que la gente necesita consumir. INTRODUCCIÓN 3

8 De acuerdo al enfoque de ciertos estudios, si me preguntaran cuál es la mejor fibra, tendría que responder que depende de las características de cada una. Es importante recordar que aproximadamente 25% de la fibra que encontramos en un alimento es soluble y el resto es insoluble. No obstante, existen otras propiedades que son parámetros importantes, como su capacidad de fermentación o su viscosidad, según sugieren estudios más recientes. Existen muchas maneras de realizar un análisis de viscosidad para determinar cuáles son las fibras que son más viscosas, y un análisis de la fermentabilidad, para saber también cuánto de esta fibra se descompone y se puede desechar con más facilidad. Se abordará un poco más sobre las razones por las que es necesario incluir la fibra dentro de nuestra dieta, de por qué también se requiere aumentar el consumo de fibra o por qué es importante eliminar la obesidad. Por otra parte cómo se determina la fibra que debemos consumir? En Estados Unidos y Canadá se establecen 14 gramos de fibra al día con la finalidad de proteger a la población de enfermedades coronarias. Al revisar la literatura científica, encontramos que mientras más fibra se consume, menos enfermedades en el corazón se presentan, aunque, no existe evidencia para indicar si consumimos demasiada fibra. La única referencia en la que podemos pensar sobre un alto consumo de fibra es el conjunto de síntomas gastrointestinales que se presenten. Existen personas que consumen 50 a 60 gramos de fibra al día sin mayores consecuencias; aunque es sabido que si se consumen 80 gramos por día y de polidextrosa hasta 50 gramos podrían existir problemas digestivos que igualmente pueden ser consecuencia del consumo de ciertos azúcares, alcohol, o carbohidratos de baja digestión. El consumo de 25 a 38 gramos de fibra es la recomendación indicada para los Estados Unidos. Existen otras enfermedades sobre las que actúa la fibra, como la obesidad y el sobrepeso. En la Figura 1 podemos apreciar la relación de la fibra con el peso corporal 1. En los primeros tres círculos observamos cómo actúa la fibra; primero se habla de sus efectos intrínsecos. Si pensamos en las comidas típicas que contienen fibra, como verduras y leguminosas, sabemos que toma un poco más de tiempo consumirlas, ya que el masticar implica más consumo de energía y existen otros mecanismos que afectan la glucosa y la insulina; también existen efectos hormonales, que son numerosos. Efectos hormonales Viscocidad intraluminal Tasa promedio de vaciado gástrico y absorción de macronutrimentos Glicemia postprandial Secreción de insulina Fibra Dietética Densidad energética Palatabilidad Saciedad Hipoglucemia después de la absorción Efectos intrínsecos Saciación Ingesta de energía Masticación Saciedad Oxidación de grasa Almacenamiento de grasas Peso Corporal Efectos colónicos Fermentación de ácidos grasos de cadena corta Producción de glucosa hepática Ácidos grasos libres Sensibilidad a la insulina Secreción de insulina Figura 1. Releación de la Fibra Dietética con el Peso Corporal PERSPECTIVAS DEL CONSUMO DE FIBRA PARA LA SALUD Doctora Joanne L. Slavin Diabetes Beneficios de la fibra Aunque este tema se abordará más adelante, cabe insistir en que la ingestión de fibra reduce el colesterol, impacta positivamente la secreción de insulina, disminuye los triglicéridos y la presión sanguínea. Existen enfermedades como la diabetes que afectan a gran parte de la población y se presume que el consumo de fibra dietética la previene. Algunas de las fibras viscosas como la del salvado de trigo se consideran que son las más efectivas para lograrlo pues la fibra baja los niveles de insulina y de glucosa. No debemos asumir que todas las fibras son efectivas para la diabetes e, incluso en muchos de los casos, los datos muestran que en realidad no tienen éxito para prevenir o controlar este padecimiento. 1 Pereira MA, Ludwig DS Dietary fiber and body-weight regulation. Observations and mechanisms.. Pediatr Clin North Am Aug;48(4): Review INTRODUCCIÓN 4 5

9 Estreñimiento Los problemas de estreñimiento se relacionan con el movimiento intestinal; algunas madres hacen muchas preguntas sobre ello, pues nos dicen que sus hijos están constipados; muchos adultos viven también constipados y la razón de esto es que tienen malos hábitos, que no hacen ejercicio, y que existe un consumo muy bajo de fibra. En Estados Unidos, 15% de la población se reporta con estreñimiento crónico, muy común en mujeres y adultos mayores, lo cual representa una carga importante para el sistema nacional de salud. Laxación Por el contrario, parte de la población considera que puede utilizar el efecto laxante de la fibra para perder peso. Los vegetarianos consumen entre 40 y 50 gramos al día de fibra y, aunque muchas personas están de acuerdo con esta idea, no contamos con información científica clara al respecto. Consideramos que otros factores como el estrés, el fumar, el ejercicio, el consumo de cafeína y rasgos de la personalidad pueden estar ocasionando la laxación. Fermentación Ahora me voy a referir a la importancia de la fermentación de la fibra dietética, aunque este tópico también será tratado más adelante. Qué pasa con la fibra cuando llega al cuerpo? Es conocido que se fermenta dentro del intestino delgado y este fenómeno tiene varios efectos fisiológicos positivos. Algunas fibras ya muy fermentadas van a disminuir el ph en el colon, lo que permite la reducción de bacterias patógenas, y también se va a presentar en el colon una absorción de calcio mucho mayor. Por lo tanto, es necesaria la ingestión de fibra para incrementar la absorción de calcio y otros minerales. Efectos diversos Con relación a este tema quisiera hacer una serie de reflexiones que es necesario considerar acerca del consumo de la fibra. Qué es lo que quiero comer? Quiero perder peso? Quiero tener cambios en la microbiota intestinal? puede ayudar a los pacientes hospitalizados con una microflora dañada por tratamientos médicos. Hay datos muy interesantes también sobre la obesidad y el cambio en la microflora; los efectos distintos en cada individuo, en las personas que pierden peso o en pacientes con problemas en la microbiota intestinal. Para finalizar, quisiera recordar que la fibra es un componente muy importante para la salud. Los alimentos y los nutrimentos deben estar considerados de acuerdo a lo que queremos para nuestro organismo, e incluir a la fibra como parte de ellos, tanto en cantidad como en la diversidad de sus fuentes, para consumir sus diferentes tipos y variedades. En la Tabla 1 se muestra la incorporación de la fibra como ingrediente en los alimentos del mercado. Podemos apreciar diferentes fibras aisladas (funcionales) y los efectos benéficos que producen en el organismo, así como las fuentes de las que provienen. Fibra aislada (fibra funcional) Celulosa Goma guar Inulina / oligofructosa Fructooligosacáridos (FOS) β-glucano (β) y salvado de avena Pectina Polidextrosa Psyllium Dextrinas resistentes Papel benéfico Laxación Disminución de lípidos atenúa la glucosa en sangre Prebióticos Disminución de lípidos atenúa la glucosa en sangre Disminución de lípidos atenúa la glucosa en sangre Laxación Laxación Disminución de lípidos en la sangre Disminución de lípidos atenúa la glucosa en sangre Fuente primaria Alimentos de origen vegetal Guar (leguminosas) Raíz de achicoria topinambur Sintetizados a partir de carbohidratos simples Avena y cebada Alimentos de origen vegetal Sintetizados a partir de dextrosa (glucosa) Planta de psyllium Maíz y trigo Tabla 1. Beneficios de las Fibras Funcionales PERSPECTIVAS DEL CONSUMO DE FIBRA PARA LA SALUD Doctora Joanne L. Slavin Es necesario definir cuál es el propósito específico del consumo de fibra, pues existen fibras con efectos distintos y lo importante es consumir fibras diversas. Por citar un ejemplo, la ingestión de fibra Almidón Laxación Alimentos de origen vegetal Fibra soluble de maíz Laxación Maíz INTRODUCCIÓN 6 7

10 Para resumir, podemos asegurar que no todas las fibras son igualmente efectivas en su impacto para nuestra salud. Existen efectos demostrables de que una fibra no puede ser aplicable con los mismos objetivos que otras. Hay que tomar en cuenta que consumir fibras como un acto aislado no necesariamente va a causar un efecto benéfico para nuestra salud de forma directa, pues también tenemos que aumentar la ingestión de calcio, la vitamina D y otros nutrimentos; la fibra es sólo una parte del todo. Es indispensable comer frutas, verduras, leguminosas y cereales, así como otras fibras en combinación. Por último, no quiero dejar de citar que existen investigaciones que ya se están realizando en Kellogg s y giran en torno al estudio de diferentes tipos de fibra, de cómo éstas se transforman en energía e inciden sobre la saciedad, la laxación, el control sobre la glucosa, la reducción de lípidos y los efectos prebióticos. Del mismo modo, es necesario desarrollar protocolos creativos para determinar las diferencias entre la fibra dietética y las fibras funcionales. PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 8 INTRODUCCIÓN

11 EFECTO GASTROINTESTINAL Y METABÓLICO DE LA INGESTIÓN DE FIBRA DIETÉTICA Inicio el tema de la relación entre la estructura química de la fibra y su efecto fisiológico, comenzando con la hipótesis de lo que es la fibra. El concepto se inició en la década de los sesenta en el siglo pasado, con el grupo de investigadores de Denise Birket en Inglaterra y algunos otros equipos de trabajo; aunque hago notar que desde la Biblia ya se conocían los beneficios de la fibra. En el libro de Daniel 1: 8-16 se puede leer lo siguiente: Se encontraban más saludables después de comer sólo vegetales y agua que otros que consumían los manjares del rey Nabucodonosor. Como podemos apreciar, la fibra no es del todo nueva. En cuanto a la definición de fibra, ésta abarca básicamente los polisacáridos y la lignina que están contenidos en los alimentos y que no son digeridos por las enzimas del tracto digestivo. Dentro de los sacáridos hay componentes que forman la estructura de la pared celular, que son principalmente los polisacáridos estructurales, como las celulosas, hemicelulosas y algunas pectinas; esto lo constituye, principalmente, la cascarilla de los cereales; este tipo de fibra es denominada insoluble. Por otra parte tenemos a la fibra que se encuentra dentro de las células y que son polisacáridos no estructurales, como las gomas y los mucílagos, este tipo de fibra es llamada fibra soluble. Es importante tener presente estos datos ya que trataremos lo relativo a las propiedades químicas de las diferentes fibras y sus efectos en la salud. Es necesario señalar que la fibra esta compuesta de un gran número de sustancias y que es incorrecto atribuirle un efecto exclusivo al elemento fibra como tal, ya que está formado de muchos otros compuestos. Las cuatro propiedades de la fibra Las fibras tienen en común cuatro propiedades y tanto su efecto fisiológico, como su relación con las enfermedades se debe principalmente a ellas: Doctor Jorge Luis Rosado Loría EFECTO GASTROINTESTINAL Y METABÓLICO DE LA INGESTIÓN DE FIBRA DIETÉTICA Doctor Jorge Luis Rosado Loría PRIMERA PARTE 1. Retención de agua 2. Absorción de compuestos orgánicos 3. Intercambio de iones 4. Fermentabilidad por las bacterias del colon EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 11

12 Tabla 1. Capacidad de retención de agua y de grasa de los compuestos estudiados. En relación a la retención de agua, la fibra soluble es aquella que tiene esta capacidad, en este caso es el tipo de fibra contenida en las frutas y las verduras, que proveen de viscosidad y textura a las heces. Hace algún tiempo en mi equipo de investigación realizamos un análisis sobre la capacidad de retención de agua y la capacidad de retención de grasa de algunas sustancias que se utilizan comúnmente como suplementos que se adicionan a los alimentos. Como se observa en la Tabla 1, la capacidad de absorción de agua se presenta principalmente en los mananos, como el glucomanano y en el Psyllium plantago; pero también en el nopal deshidratado que tiene una capacidad importante de retener agua. Quisimos indagar si eso estaba asociado con la grasa y observamos que no hay una asociación entre estas dos capacidades, a pesar de que en algunos si existe esta relación. Tipo de fibra Capacidad de absorción de agua Capacidad de absorción de grasa Salvado de trigo 3.4 ± ± 0.05 Glucomanano 33.1 ± ± 0.08 Psyllium plantago 27.7 ± ± 0.02 Nopal deshidratado 11.1 ± ± Aislado de fibra de nopal Aislado de fibra de soya 7.1 ± ± ± ± 0.03 Es muy relevante la capacidad de la fibra para interactuar con algunas sustancias orgánicas. En la Tabla 2 podemos ver los ácidos biliares: el ácido cólico, glicocólico y taurocólico, y en la parte más inferior de la tabla, su comparación con la colestiramina, sustancia que se utiliza mucho en fármacos para inhibir la reabsorción de ácidos biliares. Algunas fibras, cuando menos in vitro, podrían llegar a tener esta funcionalidad, similar a la de un fármaco, aunque por supuesto, sin los efectos colaterales que éste pudiera tener. Fuente de fibra Cascarilla de arroz (grano grande) Cascarilla de arroz (grano pequeño) Ácido cólico % DE UNIÓN Ácido glicólico Ácido taurocólico Cascarilla de trigo Arroz entero Trigo entero Alfalfa Celulosa Lignina Colestiramina Resulta también muy importante considerar la capacidad de la fibra de retener o de intercambiar iones, ya que su ingestión tiene el potencial de disminuir la absorción de minerales. Hace más de quince años hicimos algunos estudios en donde comparamos la dieta rural con la dieta urbana y el resultado mostrado en la Tabla 3, fue que el contenido de fibra en la dieta rural era cuatro veces mayor pues ésta es una dieta basada en frijoles y tortilla, sin embargo estos alimentos también contienen ácido fítico, una sustancia capaz de secuestrar algunos minerales de importancia nutricional como el hierro, el magnesio, el calcio y el zinc. Generalmente el ácido fítico se encuentra en alimentos como granos y semillas, alimentos que adicionalmente contienen fibra. Finalmente pudimos discernir cómo en la dieta rural, que tiene mayor contenido de fibra y ácido fítico, la absorción aparente de minerales es aproximadamente tres veces más baja que la dieta urbana que tiene una cantidad importante de fibra. Tabla 2. Capacidad de unión de diferentes tipos de fibra y colestiramina. EFECTO GASTROINTESTINAL Y METABÓLICO DE LA INGESTIÓN DE FIBRA DIETÉTICA Doctor Jorge Luis Rosado Loría PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 12 13

13 Tabla 3. Ingestión de ácido fítico y fibra en 16 mujeres con dieta rural y urbana. Dieta Rural Dieta Urbana Fibra total g/día 40.2 ± ± 0.90 Ácido fítico g/día 1.07 ± ± 0.01 Ácido fítico umol/día 1.62 ± ± 0.02 En cuanto a la propiedad de la fibra para ser fermentada, sabemos que esta no se digiere en su paso por el intestino delgado, sino que llega al colon de manera intacta y es ahí donde se presenta el proceso de fermentación. Los productos de esta fermentación son ácidos grasos de cadena corta, especialmente cuatro: acético, propiónico, butírico y valérico. El acético y el propiónico se pueden ir al hígado, donde van a modificar el metabolismo de lipoproteínas, mientras que el ácido butírico se va a utilizar como un sustrato para fuente de energía de las células en el colon. Las fibras que más se fermentan son las fibras solubles; nuevamente la fibra de las frutas y de las verduras. La cascarilla de los cereales, las celulosas y las hemicelulosas son mucho más resistentes a la degradación bacteriana. La asociación de estas cuatro propiedades fisicoquímicas es relevante para el análisis de algunas enfermedades, de modo que podemos preguntarnos Qué tipos de componentes de la fibra están actuando? Es la fibra soluble o insoluble? Cuál es la respuesta fisiológica? La retención de agua por ejemplo, está asociada a la viscosidad del contenido intestinal, lo que modifica el peso de las heces y la velocidad del vaciamiento gástrico. La absorción de compuestos orgánicos tiene que ver principalmente con la interacción y excreción de ácidos biliares, y quizá de algunos carcinógenos. De igual forma la capacidad de intercambio de cationes está asociada principalmente con un mayor aumento en la excreción de minerales y finalmente en la degradación bacteriana, teniendo que ver con la producción de ácidos grasos, la disminución del ph, la flatulencia y el aumento en el peso de las heces. De esta manera, con la ingestión de fibra se incrementan la masa y suavidad de las heces, la frecuencia de defecación, el tiempo de vaciamiento gástrico, el crecimiento bacteriano y como vamos a ver más adelante, la sensibilidad a la insulina y la saciedad. Por otro lado, se reducen la absorción de colesterol, la reabsorción de sales biliares, la respuesta glucémica de los alimentos y puede tener efecto sobre los triglicéridos. La ingestión de fibra y las enfermedades Vamos a comentar ahora cuál es la consecuencia de algunos de estos fenómenos en las enfermedades. Me voy a enfocar más al síndrome metabólico, a las enfermedades cardiovasculares, a la diabetes y a la resistencia a la insulina la cual a su vez se ve afectada por la obesidad, especialmente de tipo abdominal. Obesidad De qué manera se puede relacionar la fibra con la obesidad? La manera más importante en la que está vinculada es con la disminución en la densidad calórica; las dietas altas en fibra son dietas que tienen un contenido calórico más bajo y ésta es su principal contribución. También puede presentarse un aumento en la saciedad, debido principalmente a que el proceso de digestión se modifica, se vuelve un proceso más lento que propiciará una sensación de saciedad. Un área mucho más reciente de investigación, es la modulación del apetito por las hormonas y polipéptidos del tracto gastrointestinal. Algunas sustancias como las que se sintetizan en el epitelio del tracto digestivo, tienen la capacidad de mandar señales al cerebro y modificar el mecanismo de saciedad. Entre estas sustancias se encuentran el péptido parecido al glucagón (GLP-1), la oxintomodulina, el péptido YY y el polipéptido pancreático. Apenas se está identificando actualmente cuál es la contribución de estas sustancias al mecanismo de saciedad, pero creemos en los próximos años vamos a tener una gran cantidad de posibilidades para tratar incluso, los procesos de deposición de grasa y la obesidad a través de la modificación de estas hormonas. Constipación Acerca del efecto de la fibra en la constipación, sólo recalcaré que la fibra tiene un efecto regulador. La fibra soluble es poco efectiva precisamente porque se fermenta y al fermentarse va a contribuir menos al peso de las heces; en este aspecto, la cascarilla de los cereales o cereales enteros son más efectivos que la fibra soluble. En la Figura 1 se muestra el efecto relativo de diferentes fuentes de fibra sobre el peso de las heces, donde podemos observar, en la parte inferior, que las cascarillas de los cereales tienen un efecto mayor en relación con las fibras de verduras y de frutas. EFECTO GASTROINTESTINAL Y METABÓLICO DE LA INGESTIÓN DE FIBRA DIETÉTICA Doctor Jorge Luis Rosado Loría PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 14 15

14 Figura 1. Efecto relativo de diferentes fuentes de fibra sobre el peso de las heces. Avena Pectina Manzana Zanahoria Calabaza Celulosa Cascarilla de trigo Cascarilla extrafina Cáncer % Incremento en peso de las heces Sobre este tema se ha comentado que el cáncer de colon, así como el de recto, podrían estar asociados con la fibra. Si revisamos la epidemiologia del cáncer en México encontraremos que el cáncer de colon tiene una diferenciación epidemiológica importante. El cáncer de colon se presenta muy poco en hospitales privados y es más frecuente en hospitales públicos. Es posible que exista alguna asociación importante con la dieta; la epidemiologia del cáncer puede indicar que la dieta esta contribuyendo a ella y a su vez, la fibra también puede tener alguna incidencia en esta enfermedad. La evidencia de ello es epidemiológica principalmente; los resultados experimentales son inconsistentes y la forma en que la fibra podría estar contribuyendo es a través de un efecto de dilución del contenido intestinal, haciendo de esta manera que las sustancias carcinógenas tengan menor contacto con las células y haya una disminución en la absorción de estas. Este efecto de fermentación en el colon, a través de la producción de ácidos grasos, puede contribuir con la disminución de algunos carcinógenos. Esto es muy claro en un estudio en ratas donde algunas fibras, especialmente solubles, tienen la capacidad de disminuir la incidencia de cánceres inducidos en estos animales. Qué tanto está ocurriendo esto en los humanos? No lo sabemos Diabetes En cuanto a esta enfermedad, es conocido que la fibra disminuye la velocidad de digestión y absorción de carbohidratos, por lo tanto, disminuye la resistencia a la insulina, así como su secreción. Algunos de los polipéptidos sintetizados en el tracto digestivo pueden estar relacionados también con la resistencia a la insulina. Este fenómeno de resistencia a la insulina ocurre principalmente con las fibras solubles; las fibras de los cereales tienen un índice glucémico un poco más alto y las de las leguminosas mas bajo. Los frijoles tienen un poder de disminución importante en el índice glucémico y, por lo tanto, pueden estar asociados con una protección frente a este fenómeno de resistencia a la insulina. En general, las leguminosas son las que tienen un impacto mayor en esta situación. Hipercolesterolemia Por último, comentaré el efecto de la fibra en los niveles de colesterol; la fibra puede bajar hasta un 20% la concentración de colesterol en el plasma y esto se debe principalmente al aumento de la viscosidad en el tracto digestivo y a la interacción que tiene con sales biliares y, por ende, con la síntesis de colesterol. Otro posible efecto es la capacidad de los ácidos grasos producidos, de llegar al hígado y modificar el metabolismo de lipoproteínas. Recomendaciones de ingestión de fibra en México En cuanto a las recomendaciones de ingestión de fibra para México, éstas son similares a las de Estados Unidos y Canadá donde al igual que en nuestro país, tampoco se alcanza el nivel de consumo deseado para la mayoría de las personas. Por otro lado, nosotros investigamos si había un efecto del nivel socioeconómico en la ingestión de fibra y no lo hay, sin embargo, en la Tabla 4 se observa que al dividir al país en 19 regiones, algo que sí encontramos fue que, a excepción de una región, en un periodo de diez años -entre 1979 y 1989-, todas las regiones experimentaron una disminución muy importante en el contenido de fibra en su alimentación. EFECTO GASTROINTESTINAL Y METABÓLICO DE LA INGESTIÓN DE FIBRA DIETÉTICA Doctor Jorge Luis Rosado Loría PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 16 17

15 Tabla 4. Promedio de ingestión de fibra en zonas rurales de México (g/día). Encuesta 1979 Encuesta 1989 Región FI FS FT FI FS FT FT ( ) FI: Fibra insoluble, FS: Fibra soluble, FT: Fibra total EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA SACIEDAD En este capitulo me voy a referir a la regulación de la ingesta de alimentos, a los estudios epidemiológicos y clínicos que abordan la saciedad, así como a los efectos de la fibra en el apetito. Hay muchos sistemas y órganos que están involucrados en la saciedad; no es simplemente sentirse satisfecho al terminar de comer, sino de la entrada del alimento en el tracto digestivo y la liberación de hormonas en el organismo. Estas hormonas pueden enviar mensajes directamente al cerebro para que tengan un impacto inmediato en el apetito, o pueden tomar la ruta hacia dicho órgano a través del sistema circulatorio, que es un camino más lento en lo que se refiere a la saciedad. Los factores fisiológicos, así como los muchos otros factores, están relacionados con el control del apetito; pueden existir otros elementos, como por ejemplo, desde el punto de vista cognitivo, el cómo nos sentimos en relación a la alimentación, si estamos estresados o no; además, cómo la comida tiene un efecto en nuestra vida. También hay factores sensoriales que intervienen en el proceso del apetito; si por ejemplo, estamos en la oficina y escuchamos que alguien está abriendo una bolsa de papas fritas, el sonido nos abrirá el apetito, al igual que la vista, el olor y la textura, nos provocan comenzar a salivar. Doctora Kathryn Greaves EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA SACIEDAD Doctora Kathryn Greaves Para concluir podemos decir que resulta lamentable que la urbanización de las zonas rurales y toda una serie de fenómenos sociales puedan ser los factores que están contribuyendo a que estemos consumiendo una menor cantidad de fibra en este país. Esperamos que esta situación pueda modificarse positivamente, al contar con mayor información acerca de los beneficios de la fibra dietética en la salud. Todos estos factores y muchos más, como la cantidad de calorías que tienen los alimentos y la variedad disponible, también están involucrados con el apetito; si estamos frente a una barra de comida o un bufet, nuestra percepción es diferente. Es decir, el fenómeno del apetito es muy complejo, no sólo desde el punto de vista cognitivo, pues también intervienen en él, mecanismos cerebrales y factores fisiológicos, entre otros. La fibra en el peso corporal En los estudios epidemiológicos básicamente se evalúa la ingesta de alimentos en un momento dado para realizar medidas antropométricas, y es así como vemos la relación entre el alimento que se ingirió y sus repercusiones. Por ejemplo, observamos la ingesta de fibra, la cantidad que consume una persona en un periodo determinado, nos enfocamos en su peso o índice de masa corporal y encontramos las relaciones. En estos estudios correlacionados nos enfocamos en un punto de medición específico y nos encontramos 18 PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 19

16 A Figura 1. Asociaciones entre fibra total y cambios en el peso corporal y la circunferencia de cintura. Italia Reino Unido Holanda 1 Holanda 2 Alemania Dinamarca TOTAL con que las personas que consumían más fibra tenían una circunferencia abdominal menor, un peso menor, así como menos grasa corporal. Hay numerosos estudios que demuestran que la fibra dietética y la fibra proveniente de los cereales, al ser ingeridas en abundancia, están relacionadas con un menor aumento de peso corporal, es decir, las personas aumentan menos de peso consumiendo fibra; esto se verificó en un estudio científico con duración de ocho años 1. En otro estudio que duró doce años, se observó una reducción de casi 50% en el riesgo de aumento de peso en las personas que tenían una dieta alta en fibra 2. En este caso detectamos también que, conforme se aumenta la ingestión de fibra, se baja de peso. Lo que tiene mayor importancia en los resultados obtenidos es que esta situación tiene más impacto en personas con mayor índice de masa corporal; entonces, conforme más comamos y aumentemos el consumo de fibra, bajaremos más de peso a medida que pase el tiempo. La Figura 1 muestra un estudio científico muy interesante, aplicado en seis regiones de Europa y que consistió en investigar la relación entre fibra dietética total, la proveniente de cereales, de frutas y verduras, el peso corporal y la circunferencia de cintura 3. El estudio concluyó apoyando que la fibra dietética puede tener un papel benéfico en la ganancia de peso. Cambio en el peso (g/año) (95% IC) 10 (-34, 54) -35 (-144, 75) -45 (-83, -7) 14 (-54, 83) -74 (-114, -34) -73 (-98, -48) -39 (-71, -7) I² = 67%, P para heterogeneidad = 0.01 B Italia Reino Unido Holanda 1 Holanda 2 Alemania Dinamarca TOTAL Cambio en la circunferencia de cintura (cm/año) (95% IC) (-0.12, -0.00) (-0.37, -0.07) (-0.11, -0.02) (-0.12, 0.06) -0.11(-0.15, -0.06) (-0.14, 0.06) (-0.11, -0.05) I² = 35%, P para heterogeneidad = Koh-Banerjee P, Franz M, Sampson L, Liu S, Jacobs DR Jr, Spiegelman D, Willett W, Rimm E. Changes in whole-grain, bran, and cereal fiber consumption in relation to 8-y weight gain among men. Am J Clin Nutr Nov; 80(5): Liu S, Willett WC, Manson JE, Hu FB, Rosner B, Colditz G. Relation between changes in intakes of dietary fiber and grain products and changes in weight and development of obesity among middle-aged women. Am J Clin Nutr Nov; 78(5): Du H, Van der A DL, Boshuizen HC, Forouhi NG, Wareham NJ, Halkjaer J, Tjønneland A, Overvad K, Jakobsen MU, Boeing H, Buijsse B, Masala G, Palli D, Sørensen TI, Saris WH, Feskens EJ. Dietary fiber and subsequent changes in body weight and waist circumference in European men and women. Am J Clin Nutr Feb; 91(2): De acuerdo con los estudios referidos anteriormente podemos afirmar que las dietas bajas en fibra contribuyen al aumento de peso, mientras que aquellas dietas con alto aporte de fibra contribuyeron a la baja de peso. Los estudios epidemiológicos permiten conocer que existen diversos factores que tienen un impacto en el peso corporal, por ejemplo, el género, el tabaquismo, la actividad física. Saciedad y Saciación Antes de hablar de la evidencia clínica que tenemos, me voy a referir brevemente al apetito y a expresar algunas definiciones. El término saciación se refiere al tiempo que transcurre entre el momento en que empezamos a comer y terminamos. Básicamente, terminamos la comida cuando nos empezamos a sentir satisfechos. Por otro lado, la saciedad es el tiempo que pasa entre el momento en que terminamos una comida e iniciamos la siguiente; entre la comida y la cena, por ejemplo. Podemos ver que tenemos un gran nivel de saciedad cuando terminamos de comer y ésta se va disipando con el tiempo; a la vez, tenemos un nivel más bajo de hambre y al transcurrir el tiempo ésta aumenta; es entonces cuando empezamos la siguiente comida. Qué sucede, en términos de saciación, si añadimos fibra? Podemos observar una sensación rápida de satisfacción. Qué es lo que pasa? Que la ingesta de comida termina mucho antes y, por lo tanto, vamos a comer menos. Ahora, qué pasa con la saciedad? Sabemos que si añadimos fibra a la alimentación tendremos una sensación más prolongada de saciedad, y una de hambre más corta, por lo que iniciamos la siguiente comida mucho más tarde. El potencial que tiene el consumo de fibra es el impacto no nada más de la saciación durante la comida, sino de la saciedad entre comidas. Si acudimos a la literatura disponible hoy en día, encontramos varios datos recopilados durante los últimos diez años. Lo que podemos resaltar de estos estudios realizados es que, en los de corto plazo, se sugiere que un alto consumo de fibra reduce la ingestión de alimentos, aumenta la saciedad y disminuye el hambre. En una revisión científica se encontró que si aumentamos la ingestión de fibra a 14 gramos por día, principalmente en forma de suplemento y 30 minutos antes de comer, se come menos durante el tiempo de comida, hay una reducción de 10% en la ingesta calórica y una pérdida de peso de 1.9 kg en 3.8 meses. Estos efectos son más pronunciados en las personas obesas que en las de peso normal. 4 4 Howarth NC, Saltzman E, Roberts SB. Dietary fiber and weight regulation. Nutr Rev May; 59(5): EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA SACIEDAD Doctora Kathryn Greaves PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 20 21

17 Tabla 2. Revisión sistemática de estudios de intervención: Consumo de fibra y apetito. Propiedades fisioquímicas de la fibra En otro capítulo de este libro ya se trató el tema de las propiedades fisicoquímicas de diferentes tipos de fibra, donde encontramos que las fibras viscosas son más efectivas para tener más saciedad. Resultados de otros estudios indican que necesitamos más información de los diferentes tipos de fibras, de la cantidad de fibra que es necesaria para causar estos efectos de saciedad, así como del tipo de ingestión más adecuada (comida vs. suplementos). Por último, se señala que es necesario realizar más estudios de largo plazo para examinar los efectos de los diferentes tipos de fibra en la saciedad. La Tabla 2, corresponde a los resultados de la revisión sistemática de la literatura disponible sobre la relación de diferentes tipos de fibra, apetito, consumo de energía y peso corporal. 5 Grupo de fibra Apetito subjetivo Consumo de energía Energía a largo plazo Peso corporal Comp. * Efecto Comp. Efecto Comp. Efecto Comp. Efecto Arabinoxilano Rico en arabinoxilano Quitosano Dextrina Fructano Glucano Rico en Glucano Manano Polisacárido marino Rico en pectina Pectina Almidón resistente Más viscoso Menos viscoso Más soluble Menos soluble Más fermentable Menos fermentable Fibra Total *Composición 5 Wanders AJ, Van den Borne JJ, De Graaf C, Hulshof T, Jonathan MC, Kristensen M, Mars M, Schols HA, Feskens EJ. Effects of dietary fibre on subjective appetite, energy intake and body weight: a systematic review of randomized controlled trials. Obes Rev Sep;12(9): Como en muchas otras investigaciones que se publican hoy en día, se detectó que las propiedades fisicoquímicas asociadas a las fibras no mencionan realmente cuál es la composición o la naturaleza química de ellas. Si contamos con más información de esta naturaleza, podremos avanzar mucho más rápido hacia determinar su relación más clara con el apetito. Es por ello que resulta claro el hallazgo encontrado en una revisión acerca de que distintos tipos de fibra afectan el apetito y el peso corporal de manera diferente, pues se requiere una mejor caracterización de los tipos de fibra, para una mejor comprensión de los mecanismos mediante los cuales las fibras están actuando sobre el apetito. En términos de consumo de energía, algunas fibras como los glucanos, la pectina y fibras viscosas brindan los mayores beneficios. Por otra parte, en cuanto a la ingesta de energía a largo plazo, encontramos que los glucanos son los más efectivos. Por último, en lo que se refiere al peso corporal, el resultado es totalmente diferente pues las que tienen más impacto son las dextrinas y los polisacáridos. Existen distintos tipos de fibras que inciden de manera diversa en el cuerpo humano; las fibras más viscosas afectan el apetito y tienen una acumulación de energía mayor. No se ha encontrado evidencia consistente para establecer la asociación entre las propiedades fisicoquímicas y el peso corporal. Es necesario hacer más investigaciones en cuanto a estudios de largo plazo; la influencia fisiológica de las fibras sobre la masa corporal en el largo plazo es más compleja de lo que se entiende hoy en día, y no podemos extrapolar lo que puede suceder en el largo plazo, a partir de los resultados de estudios de corto plazo con los que contamos hoy. Además, requerimos hacer más investigaciones para precisar los efectos de la fibra en el largo y el corto plazo en cuanto al apetito subjetivo, la ingestión de energía y el peso corporal. Por lo que se refiere al peso corporal, aunque se ha desarrollado este tema en otras secciones de este libro, quisiera resaltar el proceso de la fibra dietética en el cuerpo humano. En primer lugar, al aumentar la cantidad de fibra dentro de la dieta, va a disminuir la cantidad de calorías asociada con la alimentación. Segundo, las fibras viscosas aumentan la masticación, lo que trae como consecuencia una ingestión más lenta de los alimentos, provocando la secreción de jugos dentro de la boca, formando geles que hacen que el estómago se vacíe más rápido. Tercero, cuando la fibra llega al estómago y estimula los jugos gástricos, hace que el estómago se distienda y se envían señales al PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA SACIEDAD Doctora Kathryn Greaves

18 cerebro; las hormonas se van directo al sistema sanguíneo y también envían señales al cerebro. Cuarto, se reduce la liberación de hormonas gástricas. Quinto, hay un acceso limitado a las enzimas digestivas y un retraso en la absorción de los nutrimentos, lo que reduce se traduce en un menor aporte energético. Sexto, se presenta un aumento en la liberación de hormonas intestinales, lo que prolonga la sensación de saciedad. Por último, también mencionamos la fermentación que, una vez más, trabaja por medio del sistema neuronal hacia el cerebro. La regulación de la ingestión de alimentos es compleja porque incluye factores fisiológicos, sensoriales y cognitivos, así como los atributos de los alimentos. La investigación sobre el apetito está evolucionando y las metodologías para llevarla a cabo están emergiendo y deben ser estandarizadas. En los estudios epidemiológicos abordados, mostramos una relación inversa entre la ingestión de fibra y el desarrollo de adiposidad. Los estudios de intervención generalmente sostienen el hecho de que la fibra surte un efecto en el apetito, pero son inconsistentes en cuanto al comportamiento de distintos tipos de fibra, las cantidades a suministrar y cómo proporcionarlas, es decir, en cómo hacerlas llegar a la dieta de la población. Los ingredientes de la fibra trabajan a través de diversos mecanismos fisiológicos, como la distensión estomacal, el retraso en el vaciado gástrico y la liberación de hormonas intestinales que actúan como señales o demoran la absorción de nutrimentos dentro del cuerpo. Finalmente, la viscosidad, la solubilidad y la fermentación pueden ser tan sólo algunos de los atributos de la fibra que conducen a reducir el apetito y la ingestión de alimentos, lo que nos induce a una amplia gama de oportunidades para futuras investigaciones. EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA FLORA INTESTINAL En los capítulos anteriores se han tocado diversos e importantes temas, tales como las definiciones de fibra; la clasificación de ésta en funcional y no funcional; el papel de la fibra y la viscosidad; las investigaciones y evidencia del impacto de la fibra en la saciedad y la obesidad, entre otros aspectos. Por lo que a continuación voy a tratar el tema del impacto de la fibra sobre los prebióticos y la microflora intestinal. Por qué hablar de la fibra y de la microflora intestinal? Como se muestra en la Figura 1 del Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 1, dentro de nuestro organismo existen cerca de un trillón de microorganismos que conforman la microflora intestinal y que en términos generales, benefician nuestra salud. Cuando un bebé nace, su intestino prácticamente está en condiciones de esterilidad; conforme van avanzando los días, a partir del séptimo día de vida extrauterina y cuando empieza la alimentación complementaria, comienza un proceso de desarrollo diferencial en la microflora intestinal. En la misma Figura 1 podemos apreciar el crecimiento logarítmico de los Firmicutes y, de manera menos significativa de los Bacteroidetes, debido al contacto con el medio ambiente y con la alimentación, ya sea con leche materna o sin ella. Microflora Intestinal 10¹⁴ Microorganismos, > 500 Diferentes especies Lactobacilli Streptococci Lactobacilli Enterobacteria Enterococcus Faecalis Bacteroides Bifidobacteria Peptococcus Peptostreptococc Ruminococcus Clostridia Lactobacilli Estómago Duodeno Yeyuno Ileon Colon y apéndice 10² a 10³ <10⁴ - ⁵ 10³ a 10⁷ 109 a 10¹² Proteobacteria (Escherichia coli) Nacimiento 7 días Destete Adultez Firmicutes (Streptococcus spp, Clostridium spp) Bacteroidetes (Bacteroides spp) Actinobacteria (Bifidobacterium spp) Doctor Pedro Gutiérrez Castrellón Figura 1. Microbiota intestinal EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA FLORA INTESTINAL Doctor Pedro Gutiérrez Castrellón Hace algunos años sabíamos muy poco sobre microorganismos como la Escherichia coli, la Shigella, la Salmonella y otras especies que existen en el intestino. Actualmente, gracias a los avances en la investigación de biosecuenciación, sabemos que existen muchas otras especies viviendo en nuestro organismo. 1 Reinhaldt et al. Intestinal microbiota during infancy and its implications for obesity. JPGN : PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 25

19 Figura 2. Microbiota y biosecuenciación masiva. En la Figura 2, se muestran datos de una publicación de Michael Cox, en PLoS One 2 que revela cómo se han identificado más de 250 o 270 diferentes especies de microorganismos, la mayor parte de ellos no cultivables a través de medios tradicionales. En la actualidad, resulta evidente que parte de esta múltiple cantidad de microorganismos están involucrados en el metabolismo de los nucleótidos, en la transformación de proteínas, en el metabolismo de lípidos y en la utilización de carbohidratos. En la Figura 3 vemos el impacto de la microflora intestinal sobre una diversidad de funciones metabólicas y de procesos proactivos a nivel de las citocinas inflamatorias y pro-inflamatorias. 3 Así como algunos conceptos relacionados con la diferenciación tisular, como cambios en la integridad, en la vascularización y en el crecimiento de los epitelial. Funciones de protección Resistencia a la colonización Actividad de la inmunidad innata y adaptativa Regulación de citocinas inflamatorias Funciones metabólicas Producción de vitaminas Biosíntesis de aminoácidos Biotransformación de ácidos biliares Fermentación de sustratos no digeribles y moco Producción de ácidos grasos de cadena corta Absorción de agua y sales Secreción antimicrobiana Competencia de nutrimentos Desarrollo del sistema inmune Ampliación del sistema linfático Desarrollo de células B y T Fuente de energía Funciones histológicas y estructurales Regulación de la diferenciación y crecimiento de las células epiteliales Desarrollo de vellosidades y criptas intestinales Microvascularización de vellosidades Permeabilidad de uniones estrechas Por otro lado la publicación del Nature Review of Microbiology, Lora Hooper y colaboradores 4, cuyos resultados se muestran en la Tabla 1 evalúa el comportamiento genómico y los patrones evolutivos de los microorganismos que producen enfermedad, como por ejemplo Salmonella y Shigella, con los microorganismos benéficos para el intestino. El número de genes relacionados con actividades de polisacaridasas es muy importante, en relación con el comportamiento y la actividad metabólica que pueden tener algunos microorganismos patógenos. Tamaño del genoma Número de glucósido hidrolasa Número de polisacárido liasas Fortalecimiento de la barrera Bacteroides thetaiotaomicron VPI mb 251 (42) 16 (8) Bacteroides fragilis YCH46 Propiedades de la mucosa Salmonella enterica subespecie enterica serovar Typhil⁷³ 1 (1) 0 0 Shigella flexneri 2a cepa 2457T⁷⁴ 5.3 mb 4.8 mb 4.6 mb 135 (36) 45 (18) 38 (19) Figura 3. Microbiota y diversidad funcional Tabla 1. Evolución genética de comensales y patógenos. EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA FLORA INTESTINAL Doctor Pedro Gutiérrez Castrellón 2 Cox MJ, Huang YJ, Fujimura KE, Liu JT, McKean M, Boushey HA, Segal MR, Brodie EL, Cabana MD, Lynch SV. Lactobacillus casei abundance is associated with profound shifts in the infant gut microbiome. PLoS One Jan 18;5(1):e8745. Número de carbohidrato esterasas Número de módulos de unión a carbohidratos 20 (10) 5 (4) 11 (6) 6 (5) 24 (4) 20 (6) 8 (5) 5 (3) 3 Prakash et al. Gut microbiota: next frontier in understanding human health and development of biotherapeutics. Biologics 5: Hooper. Do symbiotic bacteria subvert host immunity? Nat Rev Microbiol 7: PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 26 27

20 Figura 4. Microbiota y adiposidad Esto nos ha llevado precisamente a establecer que, cuando analizamos el patrón genético de las células eucariotas y las funcionalidades que tienen en el sentido de la evolución y la filogenia, en realidad pareciera que lo importante es la microbiota intestinal y no los seres humanos, porque la microbiota está más evolucionada, tiene una serie de complejos enzimáticos y genéticos que son verdaderamente apasionantes. Al exponer este comportamiento genético de manera muy esquemática y, pensando que a nivel de la luz intestinal lo que predomina son microorganismos de tipo patogénico, sobre todo en la capa más superficial del moco intestinal donde llegan los diferentes componentes de la dieta, entonces se utiliza la maquinaria energética del huésped, pero prácticamente no hay una situación de beneficio. A diferencia de ello, cuando un microorganismo benéfico, como por ejemplo las especies Bacteroidetes, se enfrenta a parte del contenido de la dieta, una parte de éste es aprovechado precisamente por el microorganismo, pero una parte de los componentes de la dieta van a ser metabolizados de manera parcial por estos microorganismos benéficos, precisamente para la utilización energética de nosotros mismos. Parte de este fenómeno fue explicado por Frederich Backhed 5. En la parte superior de la Figura 4 lo que se está graficando es el tejido adipocítico del epidídimo de ratones de laboratorio, a los que les denominaron Ratones libres de microorganismos patógenos (GF), desarrollados en laboratorios de ratones gnotobióticos en donde se establecen tres diferentes tipos de animales de experimentación. de microbiota benéfica y de microbiota patógena, que es algo muy parecido a lo que nos sucede a los seres humanos. Por otro lado el grupo denominado Conv-R, esta conformado por aquellos ratones a los que se les inyectan microorganismos patógenos: Salmonella, Shigella y Escherichia coli. En la parte inferior de la Figura 5 lo que observamos es que, cuando predomina una microbiota benéfica en el nivel intestinal, el tamaño de las células adipocíticas es clínica y estadísticamente mucho menor comparado con los individuos con microorganismos patógenos. De manera concomitante con lo anterior, en la segunda parte del artículo de Frederich Backhed, no sólo se relaciona el tamaño de los adipocitos, sino cómo la actividad de la leptina está reducida cuando lo que predomina es microbiota benéfica, lo que lleva a una mayor sensación de saciedad y plenitud temprana, no hay picos de insulina y los niveles de ésta se mantienen equilibrados; como consecuencia lógica, el metabolismo de la glucosa está dentro de las condiciones fisiológicas adecuadas. Esto que sucede en el terreno del modelo de experimentación, ha sido publicado por Mario Kalliomaki, en el American Journal of Clinical Nutrition 6. En la Figura 6 podemos observar lo que sucede cuando se compara un grupo de niños obesos a los seis meses contra un grupo de niños no obesos: es notorio cómo la microbiota de los primeros tiene una menor cantidad de bífidobacterias y una menor cantidad de lactobacilos, tanto a los seis como a los doce meses, comparados con los segundos no obesos. Figura 5. Microbiota y Obesidad Infantil. EL PAPEL DE LA FIBRA EN LA FLORA INTESTINAL Doctor Pedro Gutiérrez Castrellón En el primer grupo, los animales GF son especímenes que nacen en un medio totalmente estéril; en las primeras semanas de la vida extrauterina se les inyectan microorganismos benéficos, lactobacilos y bífidobacterias, a través de una sonda nasogástrica. A diferencia de ellos, el grupo denominado Conv-D está constituido por ratones a los cuales, en cuanto nacen, se les inyecta una mezcla También es relevante ver en la Figura 6, el impacto de los prebióticos sobre los sistemas hormonales, como el aumento en la expresión de las proteínas GPR41 y GPR43 (receptores acoplados a proteínas G), lo que nos lleva a aumentar la actividad del péptido YY (PYY) reduciendo así el tránsito intestinal y aumentando el tiempo de contacto de los nutrimentos de la dieta. Por otro lado el aumento 5 Bäckhed F et al. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. PNAS Adaptado de Kalliomäki M. Early differences in fecal microbiota composition in children may predict overweight. Am J Clin Nutr, vol. 87 no March PRIMERA PARTE EL PAPEL DE LA FIBRA EN EL MANEJO DE LA OBESIDAD 28 29

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